问题
计算题
(18分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。
答案
(1)(2)(3)
题目分析:(1)cd边刚进入磁场时,线框速度: ①
线框中产生的感应电动势: ②
(2)此时线框中电流: ③
Cd切割磁感线相当于电源,cd两点间的电势差即路端电压: ④
(3)安培力: ⑤
根据牛顿第二定律:, ⑥
由,解得下落高度满足: ⑦